秸秆纤维发泡减震缓冲包装材料及其生产方法

摘要

本发明公开了一种秸秆纤维发泡减震缓冲包装材料及其生产方法。该包装材料采用农作物秸秆粉碎物和粘接剂作为原料,添加交联剂、催化剂和发泡剂,经混合、交联反应、发泡、浇注、烘烤定型、自然干燥,即可制成减震缓冲包装材料。本发明的优点是原料资源丰富,各种农作物秸秆均可作为本发明的原料;制造工艺简单、生产效率高,综合成本低;本发明易于降解,无环境污染,减震缓冲性能好,可广泛用于大小家电、仪表等商品的包装上。

说明书

本发明涉及一种减震缓冲包装材料及其生产方法，特别涉及一种用农作物秸秆和粘接剂作为原料的减震缓冲包装材料及其生产方法。

目前，国内外市场上大量使用的包装材料多为EPS或EPE等泡沫塑料。这些包装材料由于其不可降解性而带来严重的“白色污染”，消除“白色污染”，寻求新的可自然降解的包装材料，已成为世界各国的一个共同的研究课题。欧美等发达国家投入大量经费，研究可降解塑料(包括生物降解和光降解两种类型)，但主要限于农用地膜，还未见成功应用在包装材料上。从1998年开始，一些发达国家已禁止带有EPS、EPE包装材料的商品进入其本土；有些国家开始用纸浆模塑包装材料取代EPS、EPE泡沫塑料包装材料。但是纸浆模塑工艺使用原木作木浆，存在着浪费自然资源、前期造浆污染等缺点，即使采用回收纸作原料，也仍然存在制造工艺复杂，效率低、成本和能耗高以及使用性能受到限制等诸多缺点。另外，由于纸浆模塑包装材料减震缓冲性能较差，目前虽有用于小件家电、仪表包装，但还无法用来包装诸如冰箱、彩电等大件商品。

本发明的目的在于提供一种既能满足商品的包装需要，又能达到环保要求，易于降解的秸秆纤维发泡减震缓冲包装材料及其生产方法。

本发明的技术解决方案是这样实现的：采用农作物秸秆粉碎物和粘接剂作为原料，经混合、交联反应、发泡、浇注、烘烤定型、自然干燥等工艺后，即可制成减震缓冲包装材料。本发明的减震缓冲包装材料的主要组份及重量比是：农作物秸秆粉碎物50～70％，粘接剂15～30％，交联剂5～20％，催化剂3～15％，发泡剂0.5～3％。

本发明的减震缓冲包装材料的生产方法是：

首先，用粉碎机将农作物秸秆粉碎，其粉碎后的秸秆长度约为1～10cm，尔后，按以下工艺步骤进行生产制作：

(1)配制粘接剂，按聚乙烯醇、淀粉与水的重量比为：10～25％∶25～40％∶40～60％，配制粘接剂时温度控制在70～100℃之间；制成后冷却至室温；

(2)在配制好的粘接剂中加入农作物秸秆粉碎物及催化剂，混合搅拌均匀，加入交联剂混合，交联反应3～8分钟；

(3)加入发泡剂，充分起泡后，浇注入模具型腔；

(4)将模具送入温度为60～100℃的烘房内，烘烤10～20分钟，取出后脱模；

(5)产品在常温下自然干燥2～3天，即制成减震缓冲包装材料。

本发明所述的农作物秸秆主要是指稻草、麦秸、玉米秸秆、高粱秸、蔗渣等或上述几种农作物秸秆的混合物，所述的粘接剂为聚乙烯醇、淀粉和水的混合物；所述的交联剂为甲醛，催化剂为HCl或HNO₃，发泡剂为NaHCO₃或NH₄HCO₃。

本发明的优点是：

1.由于使用农作物秸秆等天然植物作为原料，粘接剂使用水溶性的聚乙烯醇和淀粉，原料资源丰富，综合成本较低。该发明的产品使用废弃后易于降解，并对土壤有改良作用，是保护环境的绿色产品。

2.本发明所使用的交联剂，由于其用量较小，而且与所使用的粘接剂聚乙烯醇、发泡剂NH₄HCO₃等能够发生反应，有效地吸收游离甲醛，因而可达到国家规定的标准，对环境不会产生污染。

3.本发明制造工艺简单，生产效率高，综合成本低，减震缓冲性能好，市场应用前景良好。本发明有望替代目前市场上使用的EPS、EPE泡沫塑料包装材料，可广泛应用于家电、仪表、仪器等大小商品包装上。

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明：

1.取聚乙烯醇0.15kg，在85℃条件下，溶于600mml水中，尔后混入0.25kg淀粉，制成粘接剂并冷却至室温；

2.称量长度在1～10cm左右的小麦秸秆3.5kg，与粘接剂混均匀，加入200ml的催化剂HCl，搅拌均匀后，再加入250ml交联剂甲醛，使之交联反应约5分钟；

3.在以上混合物中，加入发泡剂NH₄HCO₃50g，使之充分发泡后，倒入模具型腔内；

4.将装好物料的模具送入温度为80℃的烘房，烘烤15分钟左右后取出脱模；

5.将脱模产品在常温下干燥2～3天，即可得到比重为0.10～0.13g/cm³，减震缓冲性能优良的发泡包装材料。